profile.c

   1 #include <stdio.h>
   2 #include <stdlib.h>
   3 #include <stdarg.h>
   4 #include <string.h>
   5 #include <time.h>
   6
   7 #include "dive.h"
   8 #include "display.h"
   9 #include "divelist.h"
  10
  11 int selected_dive = 0;
  12
  13 /*
  14  * Cairo scaling really is horribly horribly mis-designed.
  15  *
  16  * Which is sad, because I really like Cairo otherwise. But
  17  * the fact that the line width is scaled with the same scale
  18  * as the coordinate system is a f*&%ing disaster. So we
  19  * can't use it, and instead have this butt-ugly wrapper thing..
  20  */
  21 struct graphics_context {
  22         cairo_t *cr;
  23         double maxx, maxy;
  24         double scalex, scaley;
  25 };
  26
  27 /* Plot info with smoothing and one-, two- and three-minute minimums and maximums */
  28 struct plot_info {
  29         int nr;
  30         int maxtime;
  31         struct plot_data {
  32                 int sec;
  33                 int val;
  34                 int smoothed;
  35                 struct plot_data *min[3];
  36                 struct plot_data *max[3];
  37                 int avg[3];
  38         } entry[];
  39 };
  40 #define plot_info_size(nr) (sizeof(struct plot_info) + (nr)*sizeof(struct plot_data))
  41
  42 /* Scale to 0,0 -> maxx,maxy */
  43 #define SCALE(gc,x,y) (x)*gc->maxx/gc->scalex,(y)*gc->maxy/gc->scaley
  44
  45 static void move_to(struct graphics_context *gc, double x, double y)
  46 {
  47         cairo_move_to(gc->cr, SCALE(gc, x, y));
  48 }
  49
  50 static void line_to(struct graphics_context *gc, double x, double y)
  51 {
  52         cairo_line_to(gc->cr, SCALE(gc, x, y));
  53 }
  54
  55 #define ROUND_UP(x,y) ((((x)+(y)-1)/(y))*(y))
  56
  57 /*
  58  * When showing dive profiles, we scale things to the
  59  * current dive. However, we don't scale past less than
  60  * 30 minutes or 90 ft, just so that small dives show
  61  * up as such.
  62  */
  63 static int round_seconds_up(int seconds)
  64 {
  65         return MAX(30*60, ROUND_UP(seconds, 60*10));
  66 }
  67
  68 static int round_depth_up(depth_t depth)
  69 {
  70         unsigned mm = depth.mm;
  71         /* Minimum 30m */
  72         return MAX(30000, ROUND_UP(mm+3000, 10000));
  73 }
  74
  75 typedef struct {
  76         int size;
  77         double r,g,b;
  78         enum {CENTER,LEFT} halign;
  79         enum {MIDDLE,TOP,BOTTOM} valign;
  80 } text_render_options_t;
  81
  82 static void plot_text(struct graphics_context *gc, const text_render_options_t *tro,
  83                       double x, double y, const char *fmt, ...)
  84 {
  85         cairo_t *cr = gc->cr;
  86         cairo_text_extents_t extents;
  87         double dx, dy;
  88         char buffer[80];
  89         va_list args;
  90
  91         va_start(args, fmt);
  92         vsnprintf(buffer, sizeof(buffer), fmt, args);
  93         va_end(args);
  94
  95         cairo_set_font_size(cr, tro->size);
  96         cairo_text_extents(cr, buffer, &extents);
  97         dx = 0;
  98         switch (tro->halign) {
  99         case CENTER:
 100                 dx = -(extents.width/2 + extents.x_bearing);
 101                 break;
 102         case LEFT:
 103                 dx = 0;
 104                 break;
 105         }
 106         switch (tro->valign) {
 107         case TOP:
 108                 dy = extents.height * 1.2;
 109                 break;
 110         case BOTTOM:
 111                 dy = -extents.height * 0.8;
 112                 break;
 113         case MIDDLE:
 114                 dy = 0;
 115                 break;
 116         }
 117
 118         move_to(gc, x, y);
 119         cairo_rel_move_to(cr, dx, dy);
 120
 121         cairo_text_path(cr, buffer);
 122         cairo_set_source_rgb(cr, 0, 0, 0);
 123         cairo_stroke(cr);
 124
 125         move_to(gc, x, y);
 126         cairo_rel_move_to(cr, dx, dy);
 127
 128         cairo_set_source_rgb(cr, tro->r, tro->g, tro->b);
 129         cairo_show_text(cr, buffer);
 130 }
 131
 132 static void render_depth_sample(struct graphics_context *gc, struct sample *sample, const text_render_options_t *tro)
 133 {
 134         int sec = sample->time.seconds;
 135         depth_t depth = sample->depth;
 136         const char *fmt;
 137         double d;
 138
 139         switch (output_units.length) {
 140         case METERS:
 141                 d = depth.mm / 1000.0;
 142                 fmt = "%.1f";
 143                 break;
 144         case FEET:
 145                 d = to_feet(depth);
 146                 fmt = "%.0f";
 147                 break;
 148         }
 149         plot_text(gc, tro, sec, depth.mm, fmt, d);
 150 }
 151
 152 /*
 153  * Find the next minimum/maximum point.
 154  *
 155  * We exit early if we hit "enough" of a depth reversal,
 156  * which is roughly 10 feet.
 157  */
 158 static struct sample *next_minmax(struct sample *sample, struct sample *end, int minmax)
 159 {
 160         const int enough = 3000;
 161         struct sample *result;
 162         int depthlimit;
 163
 164         if (sample >= end)
 165                 return 0;
 166
 167         depthlimit = sample->depth.mm;
 168         result = NULL;
 169
 170         for (;;) {
 171                 int depth;
 172
 173                 sample++;
 174                 if (sample >= end)
 175                         return NULL;
 176                 depth = sample->depth.mm;
 177
 178                 if (minmax) {
 179                         if (depth <= depthlimit) {
 180                                 if (depthlimit - depth > enough)
 181                                         break;
 182                                 continue;
 183                         }
 184                 } else {
 185                         if (depth >= depthlimit) {
 186                                 if (depth - depthlimit > enough)
 187                                         break;
 188                                 continue;
 189                         }
 190                 }
 191
 192                 result = sample;
 193                 depthlimit = depth;
 194         }
 195         return result;
 196 }
 197
 198 static void plot_text_samples(struct graphics_context *gc, struct sample *a, struct sample *b)
 199 {
 200         static const text_render_options_t deep = {14, 1.0, 0.2, 0.2, CENTER, TOP};
 201         static const text_render_options_t shallow = {14, 1.0, 0.2, 0.2, CENTER, BOTTOM};
 202
 203         for (;;) {
 204                 if (b <= a)
 205                         break;
 206                 a = next_minmax(a, b, 1);
 207                 if (!a)
 208                         break;
 209                 render_depth_sample(gc, a, &deep);
 210                 a = next_minmax(a, b, 0);
 211                 if (!a)
 212                         break;
 213                 if (a->depth.mm < 2500)
 214                         continue;
 215                 render_depth_sample(gc, a, &shallow);
 216         }
 217 }
 218
 219 static void plot_depth_text(struct dive *dive, struct graphics_context *gc)
 220 {
 221         struct sample *sample, *end;
 222         int maxtime, maxdepth;
 223
 224         /* Get plot scaling limits */
 225         maxtime = round_seconds_up(dive->duration.seconds);
 226         maxdepth = round_depth_up(dive->maxdepth);
 227
 228         gc->scalex = maxtime;
 229         gc->scaley = maxdepth;
 230
 231         sample = dive->sample;
 232         end = dive->sample + dive->samples;
 233
 234         plot_text_samples(gc, sample, end);
 235 }
 236
 237 static void plot_smoothed_profile(struct graphics_context *gc, struct plot_info *pi)
 238 {
 239         int i;
 240         struct plot_data *entry = pi->entry;
 241
 242         cairo_set_source_rgba(gc->cr, 1, 0.2, 0.2, 0.20);
 243         move_to(gc, entry->sec, entry->smoothed);
 244         for (i = 1; i < pi->nr; i++) {
 245                 entry++;
 246                 line_to(gc, entry->sec, entry->smoothed);
 247         }
 248         cairo_stroke(gc->cr);
 249 }
 250
 251 static void plot_minmax_profile_minute(struct graphics_context *gc, struct plot_info *pi,
 252                                 int index, double a)
 253 {
 254         int i;
 255         struct plot_data *entry = pi->entry;
 256
 257         cairo_set_source_rgba(gc->cr, 1, 0.2, 1, a);
 258         move_to(gc, entry->sec, entry->min[index]->val);
 259         for (i = 1; i < pi->nr; i++) {
 260                 entry++;
 261                 line_to(gc, entry->sec, entry->min[index]->val);
 262         }
 263         for (i = 1; i < pi->nr; i++) {
 264                 line_to(gc, entry->sec, entry->max[index]->val);
 265                 entry--;
 266         }
 267         cairo_close_path(gc->cr);
 268         cairo_fill(gc->cr);
 269 }
 270
 271 static void plot_minmax_profile(struct graphics_context *gc, struct plot_info *pi)
 272 {
 273         plot_minmax_profile_minute(gc, pi, 2, 0.1);
 274         plot_minmax_profile_minute(gc, pi, 1, 0.1);
 275         plot_minmax_profile_minute(gc, pi, 0, 0.1);
 276 }
 277
 278 static void plot_depth_profile(struct dive *dive, struct graphics_context *gc, struct plot_info *pi)
 279 {
 280         int i;
 281         cairo_t *cr = gc->cr;
 282         int begins, sec, depth;
 283         struct plot_data *entry;
 284         int maxtime, maxdepth, marker;
 285
 286         cairo_set_line_width(gc->cr, 2);
 287
 288         /* Get plot scaling limits */
 289         maxtime = round_seconds_up(dive->duration.seconds);
 290         maxdepth = round_depth_up(dive->maxdepth);
 291
 292         /* Time markers: every 5 min */
 293         gc->scalex = maxtime;
 294         gc->scaley = 1.0;
 295         for (i = 5*60; i < maxtime; i += 5*60) {
 296                 move_to(gc, i, 0);
 297                 line_to(gc, i, 1);
 298         }
 299
 300         /* Depth markers: every 30 ft or 10 m*/
 301         gc->scalex = 1.0;
 302         gc->scaley = maxdepth;
 303         switch (output_units.length) {
 304         case METERS: marker = 10000; break;
 305         case FEET: marker = 9144; break;        /* 30 ft */
 306         }
 307
 308         cairo_set_source_rgba(cr, 1, 1, 1, 0.5);
 309         for (i = marker; i < maxdepth; i += marker) {
 310                 move_to(gc, 0, i);
 311                 line_to(gc, 1, i);
 312         }
 313         cairo_stroke(cr);
 314
 315         /* Show mean depth */
 316         cairo_set_source_rgba(cr, 1, 0.2, 0.2, 0.40);
 317         move_to(gc, 0, dive->meandepth.mm);
 318         line_to(gc, 1, dive->meandepth.mm);
 319         cairo_stroke(cr);
 320
 321         gc->scalex = maxtime;
 322
 323         plot_smoothed_profile(gc, pi);
 324         plot_minmax_profile(gc, pi);
 325
 326         entry = pi->entry;
 327         cairo_set_source_rgba(cr, 1, 0.2, 0.2, 0.80);
 328         begins = entry->sec;
 329         move_to(gc, entry->sec, entry->val);
 330         for (i = 1; i < pi->nr; i++) {
 331                 entry++;
 332                 sec = entry->sec;
 333                 if (sec <= maxtime) {
 334                         depth = entry->val;
 335                         line_to(gc, sec, depth);
 336                 }
 337         }
 338         gc->scaley = 1.0;
 339         line_to(gc, MIN(sec,maxtime), 0);
 340         line_to(gc, begins, 0);
 341         cairo_close_path(cr);
 342         cairo_set_source_rgba(cr, 1, 0.2, 0.2, 0.20);
 343         cairo_fill_preserve(cr);
 344         cairo_set_source_rgba(cr, 1, 0.2, 0.2, 0.80);
 345         cairo_stroke(cr);
 346 }
 347
 348 /* gets both the actual start and end pressure as well as the scaling factors */
 349 static int get_cylinder_pressure_range(struct dive *dive, struct graphics_context *gc,
 350         pressure_t *startp, pressure_t *endp)
 351 {
 352         int i;
 353         int min, max;
 354
 355         gc->scalex = round_seconds_up(dive->duration.seconds);
 356
 357         max = 0;
 358         min = 5000000;
 359         if (startp)
 360                 startp->mbar = endp->mbar = 0;
 361
 362         for (i = 0; i < dive->samples; i++) {
 363                 int mbar;
 364                 struct sample *sample = dive->sample + i;
 365
 366                 /* FIXME! We only track cylinder 0 right now */
 367                 if (sample->cylinderindex)
 368                         continue;
 369                 mbar = sample->cylinderpressure.mbar;
 370                 if (!mbar)
 371                         continue;
 372                 if (mbar < min)
 373                         min = mbar;
 374                 if (mbar > max)
 375                         max = mbar;
 376         }
 377         if (startp)
 378                 startp->mbar = max;
 379         if (endp)
 380                 endp->mbar = min;
 381         if (!max)
 382                 return 0;
 383         gc->scaley = max * 1.5;
 384         return 1;
 385 }
 386
 387 static void plot_cylinder_pressure(struct dive *dive, struct graphics_context *gc)
 388 {
 389         int i, sec = -1;
 390
 391         if (!get_cylinder_pressure_range(dive, gc, NULL, NULL))
 392                 return;
 393
 394         cairo_set_source_rgba(gc->cr, 0.2, 1.0, 0.2, 0.80);
 395
 396         move_to(gc, 0, dive->cylinder[0].start.mbar);
 397         for (i = 1; i < dive->samples; i++) {
 398                 int mbar;
 399                 struct sample *sample = dive->sample + i;
 400
 401                 mbar = sample->cylinderpressure.mbar;
 402                 if (!mbar)
 403                         continue;
 404                 sec = sample->time.seconds;
 405                 if (sec <= dive->duration.seconds)
 406                         line_to(gc, sec, mbar);
 407         }
 408         /*
 409          * We may have "surface time" events, in which case we don't go
 410          * back to dive duration
 411          */
 412         if (sec < dive->duration.seconds)
 413                 line_to(gc, dive->duration.seconds, dive->cylinder[0].end.mbar);
 414         cairo_stroke(gc->cr);
 415 }
 416
 417 /*
 418  * Return air usage (in liters).
 419  */
 420 static double calculate_airuse(struct dive *dive)
 421 {
 422         double airuse = 0;
 423         int i;
 424
 425         for (i = 0; i < MAX_CYLINDERS; i++) {
 426                 cylinder_t *cyl = dive->cylinder + i;
 427                 int size = cyl->type.size.mliter;
 428                 double kilo_atm;
 429
 430                 if (!size)
 431                         continue;
 432
 433                 kilo_atm = (cyl->start.mbar - cyl->end.mbar) / 1013250.0;
 434
 435                 /* Liters of air at 1 atm == milliliters at 1k atm*/
 436                 airuse += kilo_atm * size;
 437         }
 438         return airuse;
 439 }
 440
 441 static void plot_info(struct dive *dive, struct graphics_context *gc)
 442 {
 443         text_render_options_t tro = {10, 0.2, 1.0, 0.2, LEFT, TOP};
 444         const double liters_per_cuft = 28.317;
 445         const char *unit;
 446         double airuse;
 447
 448         airuse = calculate_airuse(dive);
 449         if (!airuse)
 450                 return;
 451
 452         /* I really need to start addign some unit setting thing */
 453         switch (output_units.volume) {
 454         case LITER:
 455                 unit = "l";
 456                 break;
 457         case CUFT:
 458                 unit = "cuft";
 459                 airuse /= liters_per_cuft;
 460                 break;
 461         }
 462         plot_text(gc, &tro, 0.8, 0.8, "vol: %4.2f %s", airuse, unit);
 463         if (dive->duration.seconds) {
 464                 double pressure = 1 + (dive->meandepth.mm / 10000.0);
 465                 double sac = airuse / pressure * 60 / dive->duration.seconds;
 466                 plot_text(gc, &tro, 0.8, 0.85, "SAC: %4.2f %s/min", sac, unit);
 467         }
 468 }
 469
 470 static void plot_cylinder_pressure_text(struct dive *dive, struct graphics_context *gc)
 471 {
 472         pressure_t startp, endp;
 473
 474         if (get_cylinder_pressure_range(dive, gc, &startp, &endp)) {
 475                 int start, end;
 476                 const char *unit = "bar";
 477
 478                 switch (output_units.pressure) {
 479                 case PASCAL:
 480                         start = startp.mbar * 100;
 481                         end = startp.mbar * 100;
 482                         unit = "pascal";
 483                         break;
 484                 case BAR:
 485                         start = (startp.mbar + 500) / 1000;
 486                         end = (endp.mbar + 500) / 1000;
 487                         unit = "bar";
 488                         break;
 489                 case PSI:
 490                         start = to_PSI(startp);
 491                         end = to_PSI(endp);
 492                         unit = "psi";
 493                         break;
 494                 }
 495
 496                 text_render_options_t tro = {10, 0.2, 1.0, 0.2, LEFT, TOP};
 497                 plot_text(gc, &tro, 0, startp.mbar, "%d %s", start, unit);
 498                 plot_text(gc, &tro, dive->duration.seconds, endp.mbar,
 499                           "%d %s", end, unit);
 500         }
 501 }
 502
 503 static void analyze_plot_info_minmax_minute(struct plot_data *entry, struct plot_data *first, struct plot_data *last, int index)
 504 {
 505         struct plot_data *p = entry;
 506         int time = entry->sec;
 507         int seconds = 90*(index+1);
 508         struct plot_data *min, *max;
 509         int avg, nr;
 510
 511         /* Go back 'seconds' in time */
 512         while (p > first) {
 513                 if (p[-1].sec < time - seconds)
 514                         break;
 515                 p--;
 516         }
 517
 518         /* Then go forward until we hit an entry past the time */
 519         min = max = p;
 520         avg = p->val;
 521         nr = 1;
 522         while (++p < last) {
 523                 int val = p->val;
 524                 if (p->sec > time + seconds)
 525                         break;
 526                 avg += val;
 527                 nr ++;
 528                 if (val < min->val)
 529                         min = p;
 530                 if (val > max->val)
 531                         max = p;
 532         }
 533         entry->min[index] = min;
 534         entry->max[index] = max;
 535         entry->avg[index] = (avg + nr/2) / nr;
 536 }
 537
 538 static void analyze_plot_info_minmax(struct plot_data *entry, struct plot_data *first, struct plot_data *last)
 539 {
 540         analyze_plot_info_minmax_minute(entry, first, last, 0);
 541         analyze_plot_info_minmax_minute(entry, first, last, 1);
 542         analyze_plot_info_minmax_minute(entry, first, last, 2);
 543 }
 544
 545 static struct plot_info *analyze_plot_info(struct plot_info *pi)
 546 {
 547         int i;
 548         int nr = pi->nr;
 549
 550         /* Smoothing function: 5-point triangular smooth */
 551         for (i = 2; i < nr-2; i++) {
 552                 struct plot_data *entry = pi->entry+i;
 553                 int val;
 554
 555                 val = entry[-2].val + 2*entry[-1].val + 3*entry[0].val + 2*entry[1].val + entry[2].val;
 556                 entry->smoothed = (val+4) / 9;
 557         }
 558
 559         /* One-, two- and three-minute minmax data */
 560         for (i = 0; i < nr; i++) {
 561                 struct plot_data *entry = pi->entry +i;
 562                 analyze_plot_info_minmax(entry, pi->entry, pi->entry+nr);
 563         }
 564
 565         return pi;
 566 }
 567
 568 /*
 569  * Create a plot-info with smoothing and ranged min/max
 570  *
 571  * This also makes sure that we have extra empty events on both
 572  * sides, so that you can do end-points without having to worry
 573  * about it.
 574  */
 575 static struct plot_info *depth_plot_info(struct dive *dive)
 576 {
 577         int i, nr = dive->samples + 4, sec;
 578         size_t alloc_size = plot_info_size(nr);
 579         struct plot_info *pi;
 580
 581         pi = malloc(alloc_size);
 582         if (!pi)
 583                 return pi;
 584         memset(pi, 0, alloc_size);
 585         pi->nr = nr;
 586         sec = 0;
 587         for (i = 0; i < dive->samples; i++) {
 588                 struct sample *sample = dive->sample+i;
 589                 struct plot_data *entry = pi->entry + i + 2;
 590
 591                 sec = entry->sec = sample->time.seconds;
 592                 entry->val = sample->depth.mm;
 593         }
 594         /* Fill in the last two entries with empty values but valid times */
 595         i = dive->samples + 2;
 596         pi->entry[i].sec = sec + 20;
 597         pi->entry[i+1].sec = sec + 40;
 598
 599         return analyze_plot_info(pi);
 600 }
 601
 602 static void plot(struct graphics_context *gc, int w, int h, struct dive *dive)
 603 {
 604         double topx, topy;
 605         struct plot_info *pi = depth_plot_info(dive);
 606
 607         topx = w / 20.0;
 608         topy = h / 20.0;
 609         cairo_translate(gc->cr, topx, topy);
 610
 611         /*
 612          * We can use "cairo_translate()" because that doesn't
 613          * scale line width etc. But the actual scaling we need
 614          * do set up ourselves..
 615          *
 616          * Snif. What a pity.
 617          */
 618         gc->maxx = (w - 2*topx);
 619         gc->maxy = (h - 2*topy);
 620
 621         /* Cylinder pressure plot */
 622         plot_cylinder_pressure(dive, gc);
 623
 624         /* Depth profile */
 625         plot_depth_profile(dive, gc, pi);
 626
 627         /* Text on top of all graphs.. */
 628         plot_depth_text(dive, gc);
 629         plot_cylinder_pressure_text(dive, gc);
 630
 631         /* And info box in the lower right corner.. */
 632         gc->scalex = gc->scaley = 1.0;
 633         plot_info(dive, gc);
 634
 635         /* Bounding box last */
 636         cairo_set_source_rgb(gc->cr, 1, 1, 1);
 637         move_to(gc, 0, 0);
 638         line_to(gc, 0, 1);
 639         line_to(gc, 1, 1);
 640         line_to(gc, 1, 0);
 641         cairo_close_path(gc->cr);
 642         cairo_stroke(gc->cr);
 643
 644 }
 645
 646 static gboolean expose_event(GtkWidget *widget, GdkEventExpose *event, gpointer data)
 647 {
 648         struct dive *dive = current_dive;
 649         struct graphics_context gc;
 650         int w,h;
 651
 652         w = widget->allocation.width;
 653         h = widget->allocation.height;
 654
 655         gc.cr = gdk_cairo_create(widget->window);
 656         cairo_set_source_rgb(gc.cr, 0, 0, 0);
 657         cairo_paint(gc.cr);
 658
 659         if (dive)
 660                 plot(&gc, w, h, dive);
 661
 662         cairo_destroy(gc.cr);
 663
 664         return FALSE;
 665 }
 666
 667 GtkWidget *dive_profile_widget(void)
 668 {
 669         GtkWidget *da;
 670
 671         da = gtk_drawing_area_new();
 672         gtk_widget_set_size_request(da, 450, 350);
 673         g_signal_connect(da, "expose_event", G_CALLBACK(expose_event), NULL);
 674
 675         return da;
 676 }